载重货车驱动桥壳谐响应分析.pdf

第9期
机槭设计与制造
2013年9月
Machinery Design Manufacture
载重货车驱动桥売谐响应分析
李恵林,周兵兵,刘倩,何锋
(贵州大学机械工程学院,贵州贵阳550025)
摘要:利用三维建模软件 CATIA建立了某载重货车驱动桥売的几何简化模型,导入 ANSYS软件进一步建立该桥売
的有限元模型。合理设计驱动桥壳,使其具有足够的强度、刚度和动态特性,将有利于降低动載荷,提高汽车行驶平顺
性和纵稳定性。对苿载重货车驱动桥壳板簧周国出现了裂纹,为避免事故的发生,在桥壳的结构改进设计中除考虑
静力学外,还需分析桥売的动态特性,研究其共振特性。根据谐波响应理论,运用 ANSYS对桥壳进行模态与谐响应分
析;发现桥壳二阶垂向弯曲振型使板簧位置产生剧烈共振,导致该桥壳产生局部裂纹。针对分析得到的局部不合理结
构进行了优化设计,使桥売整体刚度更趋合理
关键词:驱动桥売; ANSYS;模态分析;谐响应
中图分类号:TH16;U463.218+,5文献标识码:A文章编号:1001-3997(2013)09-000003
Harmonic Response Analysis for Heavy-duty Lorry Drive Axle Housing
L Hui-lin, ZHOU Bing-bing, LU Qian, HE Feng
( Colege of Mechanical Engineering, Guizhou University, Guizhou Guiyang 550025, China
Abstract: A simplified geome model of the eay trick drive ale housing is built with the 3D modeling softuare CATIA. t
is imported to ANSYS software to establish its finite element model. Reasonable design of drive axle casing makes its have
enough stre, stiff ss and d mc charest and w be conduce to educe the mc Load, to impro
automobile riding comfort and handling stabiliy. As for some trucks drive axle she plate spring appeared crack, in order to
aoid the happening of the accident, improvemens in the structre of ridge housing desi in addi on to the consideration of
statics, still need to analyze the dynamic behavior of bridge shell and study the resonant characteristics. According to the
harmonic response theory, it uses ANSYS to make modal analysis and harmonic response analysis of the drive axle housing
and finds that the second order wertical bending bration modal in the plateform spring pos tion could generate severe
resonance, which results in the local crack. According to the local unreasonable structure, it optimizes the design of part
structure, and makes the rigidity of the ale housing more reasonable
Key Words: Drive Axle Housing; ANSYS; Modal Analysis; Harmonic Response
1引言
2谐波激励响应理论
驱动桥壳是汽车上主要零件之一,起着支撑汽车荷重的作
谐响应是用于分析结构在承受一个或多个同频率的正弦
用,并承受由车轮传来的路面反力与反力矩;同时,它又是主减(简谐)载荷作用下,确定系统稳态响应的一种技术。分析的目的
速差速器、半轴的装配基体。合理设计驱动桥壳,使其具有足够是计算出结构在几种频率下的动力响应,并得到一些频率响应曲
的强度、刚度和动态特性,将有利于降低动载荷,提高汽车行驶平线,使设计人员能预测结构的模态参数,从而验证其设计能否成
顺性和操纵稳定性。
功地克服共振、疲劳等其他受迫振动引起的有害结果。由动力学
针对某载重货车驱动桥壳板簧周围出现了裂纹,为避免事理论可知系统在间谐载荷作用下的运动方程为:
故的发生,在桥壳的结构改进设计中除考虑静力学外,还需分析
M]&+[]&+K]ixl=Fsin at k
桥壳的动态特性,研究其共振特性。使用有限元分析软件 ANSYS
方程(1)的解由该方程的齐次方程的通解加上该非齐次方
Workbench对该驱动桥桥壳进行模态与谐响应分析,硏究驱动桥程的任一个特解组成。按常徽分方程理论,求解该运动微分方程
壳在简谐载荷作用下的动态响应,从理论角度揭示桥壳的振动特得到式(1)完整的解为:
性,并针对桥壳共振破坏问题提出了桥壳的改进方案,为桥壳的
振动分析和结构参数优化提供理论指导。
来稿日期:2012-1l-17
基金项目:贵州省工业攻关项目(黔科合GY字(2010)3013)
作者简介:李惠林,(1976-),女,贵州人,博士,副教授,主要研究方向:汽车及零部件设计
周兵兵,(1988-),男,贵州人,硕土研究生,主要研究方向:汽车及零部件设计